城市生活垃圾填埋場(chǎng)污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

陳忠榮 ,寇文杰 ,洪 梅

(1.北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),北京 100195;2.吉林大學(xué),長(zhǎng)春 130000)

0 序言

隨著城市擴(kuò)大,人口增加,垃圾量不斷增大.我國(guó)城市生活垃圾主要以簡(jiǎn)易填埋為主,無害化處理水平低,對(duì)土壤、地下水、大氣等造成污染.垃圾中許多有機(jī)污染物可以在地下幾百年不被降解,構(gòu)成了潛在風(fēng)險(xiǎn),需要進(jìn)行科學(xué)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).

1 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀

(1)國(guó)外研究現(xiàn)狀

目前國(guó)外已經(jīng)有大量關(guān)于垃圾場(chǎng)污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)的模型,既有以水均衡為基礎(chǔ)的確定性模型,也有隨機(jī)模型和相對(duì)風(fēng)險(xiǎn)性分級(jí)模型;既有地下水遷移的模型,也有多種遷移途徑(空氣、土壤、地下水、地表水)的模型;既有人體健康風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型,也有生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)模型.

(2)國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

國(guó)內(nèi)垃圾場(chǎng)污染風(fēng)險(xiǎn)研究基本處于初級(jí)階段,沒有形成完整的評(píng)價(jià)體系和完善的評(píng)價(jià)模型.有些評(píng)價(jià)直接借用國(guó)外的評(píng)價(jià)模型,采用國(guó)外的經(jīng)驗(yàn)參數(shù),其評(píng)價(jià)準(zhǔn)確性存在較大誤差.

2 生活垃圾場(chǎng)對(duì)地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)

生活垃圾場(chǎng)對(duì)空氣、地表水、土壤和地下水均存在著潛在的污染風(fēng)險(xiǎn),其中對(duì)地下水的污染比較隱蔽、風(fēng)險(xiǎn)最大,本次主要評(píng)價(jià)生活垃圾的地下水污染風(fēng)險(xiǎn).

2.1 污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)方法

生活垃圾場(chǎng)對(duì)地下水的污染風(fēng)險(xiǎn)依據(jù)垃圾場(chǎng)內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、垃圾場(chǎng)所的地下水防污性能等進(jìn)行綜合評(píng)價(jià),見圖1.

2.2 垃圾場(chǎng)內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(I)的確定

垃圾場(chǎng)影響地下水的內(nèi)在因素有垃圾場(chǎng)規(guī)模、滲濾液收集處理系統(tǒng)、底側(cè)部防滲系統(tǒng)、頂部蓋層、垃圾場(chǎng)年齡、垃圾壓實(shí)情況、垃圾類型、含水率及生化性等.根據(jù)垃圾場(chǎng)調(diào)查數(shù)據(jù),可選定前7種因素作為評(píng)價(jià)垃圾場(chǎng)潛在風(fēng)險(xiǎn)的因子R.按照潛在風(fēng)險(xiǎn)的大小,R的取值范圍從0.1到1;每種因子的影響程度通過權(quán)重W表達(dá),W取值范圍從1到5,重要影響因子取值5,影響最小的因子取值為1;風(fēng)險(xiǎn)因子及權(quán)重的確定見表1.

表1 風(fēng)險(xiǎn)因子R及權(quán)重W的確定

風(fēng)險(xiǎn)因子及權(quán)重確定后,根據(jù)風(fēng)險(xiǎn)因子及權(quán)重的乘積計(jì)算出內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)I.

內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)劃分級(jí)別見表2,從表中等可見垃圾場(chǎng)自身的內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)共劃分了4個(gè)級(jí)別,即內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)高、內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)較高、內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)中等和內(nèi)在污染風(fēng)險(xiǎn)低.

表2 內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)(I)的劃分級(jí)別

2.3 地下水防護(hù)性能評(píng)價(jià)

不同防護(hù)條件、不同巖性下的垃圾場(chǎng)對(duì)周圍地下水污染程度不同.含水層顆粒越粗對(duì)污染物的凈化降解能力越差,砂礫石地區(qū)地下水易污程度比粘性土地區(qū)高.地下水防護(hù)性能是其本身的固有屬性,是相對(duì)靜止很難改變的,而造成污染的行為是動(dòng)態(tài)的,并且是相對(duì)可以控制的.

地下水防護(hù)性能采用DRASTIC模型進(jìn)行評(píng)價(jià),國(guó)外應(yīng)用比較多.

DRASTIC評(píng)價(jià)指標(biāo)體系共采用了7個(gè)影響和控制地下水運(yùn)動(dòng)的指標(biāo)作為因子,其表達(dá)式如下:

DRASTIC防污性能綜合指數(shù)=DrDw+RrRw+ArAw+SrSw+TrTw+IrIw+CrCw

Dr--地下水埋深的級(jí)別;

Dww--地下水埋深的權(quán)重;

Rr--降水入滲量的級(jí)別;

Rww--降水入滲量的權(quán)重;

Ar--含水層介質(zhì)的級(jí)別;

Aww--含水層介質(zhì)的權(quán)重;

Sr--土壤類型的級(jí)別;

Sww--土壤類型的權(quán)重;

Tr--地形坡度的級(jí)別;

Tww--地形坡度的權(quán)重;

Ir--包氣帶介質(zhì)的級(jí)別;

Iww--包氣帶介質(zhì)的等權(quán)重;

Cr--滲透系數(shù)的級(jí)別;

Cww--滲透系數(shù)的權(quán)重.

評(píng)價(jià)方法是依據(jù)每個(gè)因子對(duì)地下水污染的影響程度賦予權(quán)重;其中對(duì)地下水污染影響最大的因子權(quán)重為5,影響最小的為1,見表3.

表3 DRSTIC指標(biāo)體系中各評(píng)價(jià)因子及權(quán)重

每個(gè)指標(biāo)因子可細(xì)分為不同的數(shù)值范圍或類型,并使用評(píng)分級(jí)別值來量化地下水污染的可能性,定量分析地下水防污性能強(qiáng)弱.每個(gè)評(píng)價(jià)因子對(duì)應(yīng)的評(píng)分級(jí)別參考中國(guó)地質(zhì)調(diào)查局《地下水脆弱性評(píng)價(jià)技術(shù)要求》(2006年2月)中的指標(biāo)級(jí)別,見表4.

表4 DRSTIC指標(biāo)體系中各評(píng)價(jià)因子對(duì)應(yīng)的級(jí)別

表5 地下水防污性能分區(qū)

采用DRASTIC模型,依據(jù)評(píng)價(jià)指標(biāo)中各因子的權(quán)重,結(jié)合相應(yīng)的級(jí)別,計(jì)算地下水防污性能綜合指數(shù).從理論上說,在地形指標(biāo)不參與計(jì)算的情況下,防污性能指數(shù)最大為230,最小為23.綜合指數(shù)越大,防污性能越低,地下水容易受到污染;反之,綜合指數(shù)越小,防污性能越高,地下水遭受污染的可能性就越小.按照《地下水污染調(diào)查評(píng)價(jià)規(guī)范》,地下水系統(tǒng)防污性分區(qū)按照綜合指數(shù)大小由高到低,可劃分為5個(gè)級(jí)別,見表5.

根據(jù)計(jì)算,北京市平原區(qū)地下水防污性能指數(shù)在67～210之間,北京平原區(qū)淺層地下水防污性能分區(qū)見圖2.從圖2可以看出,北京平原區(qū)不存在防污性能好區(qū),其原因是北京地處華北平原山前地帶,整體防污性能相對(duì)于華北平原區(qū)其他地區(qū)偏差些.

2.4 地下水保護(hù)區(qū)劃分

根據(jù)中華人民共和國(guó)環(huán)境保護(hù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)"飲用水水源保護(hù)區(qū)劃分技術(shù)規(guī)范"(HJ/T338-2007),孔隙水飲用水水源劃分為3個(gè)保護(hù)區(qū):一級(jí)保護(hù)區(qū)、二級(jí)保護(hù)區(qū)和準(zhǔn)保護(hù)區(qū).保護(hù)區(qū)是以地下水取水井為中心,溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移100天的距離為半徑所圈定的范圍為一級(jí)保護(hù)區(qū);一級(jí)保護(hù)區(qū)以外,溶質(zhì)質(zhì)點(diǎn)遷移1000天的距離為半徑所圈定的范圍為二級(jí)保護(hù)區(qū);補(bǔ)給區(qū)和徑流區(qū)為準(zhǔn)保護(hù)區(qū).

北京市市級(jí)水源和區(qū)縣級(jí)水源地已劃定了核心區(qū)、防護(hù)區(qū)和補(bǔ)給區(qū),并經(jīng)市政府或區(qū)縣政府批準(zhǔn);其中核心區(qū)為一級(jí)保護(hù)區(qū)、防護(hù)區(qū)為二級(jí)保護(hù)區(qū)、補(bǔ)給區(qū)為準(zhǔn)保護(hù)區(qū).

2.5 對(duì)地下水的污染的風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別

將場(chǎng)地的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)級(jí)別、地下水防護(hù)性能級(jí)別和垃圾場(chǎng)與水源保護(hù)區(qū)間的關(guān)系疊加得出垃圾場(chǎng)對(duì)地下水的污染風(fēng)險(xiǎn),共劃分了4個(gè)等級(jí),即地下水污染風(fēng)險(xiǎn)高、污染風(fēng)險(xiǎn)較高、污染風(fēng)險(xiǎn)中等和污染風(fēng)險(xiǎn)低,見表6.

表6 垃圾場(chǎng)對(duì)地下水污染風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)

3 污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)結(jié)果

利用垃圾場(chǎng)本身存在的內(nèi)在風(fēng)險(xiǎn)指數(shù)、垃圾場(chǎng)所處位置的地下水含水層易污染的脆弱性和垃圾場(chǎng)與地下水源保護(hù)區(qū)間的關(guān)系,對(duì)北京市17處正規(guī)垃圾處理場(chǎng)進(jìn)行污染風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià).評(píng)價(jià)結(jié)果為:17處正規(guī)垃圾處理場(chǎng)中有4處位于地下水源保護(hù)區(qū)內(nèi).其中對(duì)地下水有高污染風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)地有3處,分別為密云垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng)、豐臺(tái)北天堂新建垃圾簡(jiǎn)易填埋場(chǎng)和昌平垃圾焚燒廠;對(duì)地下水有較高污染風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)地有1處,為平谷垃圾衛(wèi)生填埋場(chǎng);其余場(chǎng)地位于地下水源保護(hù)區(qū)外,屬中污染或低污染風(fēng)險(xiǎn)場(chǎng)地.其中對(duì)地下水有中污染風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)地有5處,對(duì)地下水低污染風(fēng)險(xiǎn)的場(chǎng)地有8處,見圖3和表7.

[1]T.E.Butta, K.O.K.Oduyemi,A holistic approach to Concentration Assessment of hazards in the risk assessment of landf ll leachate,Environment International 28 (2003) 597～608.

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[3]Scottish Environment Protection Agency,Framework for Risk Assessment for Landfill Sites,The Geological Barrier, Mineral Layer and the Leachate Sealing and Drainage System,August 2002.

[4]《北京市城市自來水廠地下水資源保護(hù)管理辦法匯編》北京市環(huán)境保護(hù)局1999年.

[5]鐘佐燊,地下水防污性能評(píng)價(jià)方法探討,地學(xué)前緣, Vol.12 Supp Apr.2005.

[6]龍朝暉等,危險(xiǎn)廢物的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)探討,中國(guó)資源綜合利用,2004.11.

[7]北京城市生活垃圾處置現(xiàn)狀及選址地質(zhì)環(huán)境調(diào)查,北京水文隊(duì),2006年.